개념의 분석은 다음과 같습니다.
* 공에 작용하는 힘 : 공이 수직 원으로 움직일 때, 그에 작용하는 힘은 중력 (아래쪽)과 끈의 장력 (원의 중심 쪽)입니다.
* 가장 높은 지점 : 가장 높은 지점에서, 줄의 장력은 최소이며, 중력은 직접 아래쪽으로 작용하고 있습니다. 속도가 너무 낮 으면 공을 원으로 움직이게하는 데 필요한 중심 힘이 충분하지 않으며 공이 떨어집니다.
* 임계 속도 : 임계 속도는 줄의 장력에 의해 제공되는 중심력이 볼의 무게와 동일한 속도입니다. 이것은 공이 원형 경로를 간신히 유지한다는 것을 의미합니다.
임계 속도를위한 공식 :
임계 속도 (VC)는 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다.
VC =√ (GR)
어디:
* g =중력으로 인한 가속도 (약 9.8 m/s²)
* r =원의 반경
임계 속도의 중요성 :
임계 속도를 이해하는 것은 다음과 같은 시나리오에서 중요합니다.
* 줄에 공을 흔들고 : 공의 속도가 임계 속도 아래로 떨어지면 원형 경로에서 떨어집니다.
* 롤러 코스터 디자인 : 롤러 코스터의 설계는 자동차가 트랙에 머무를 수 있도록 임계 속도를 고려합니다.
중요한 참고 : 임계 속도는 가장 높은 지점에서 필요한 최소 속도입니다. 공은 원의 다른 지점에서 더 높은 속도를 가질 수 있습니다.
